提高清洁性能的光催化材料 |
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| 申请号 | CN201710356620.2 | 申请日 | 2017-05-19 | 公开(公告)号 | CN107043521A | 公开(公告)日 | 2017-08-15 |
| 申请人 | 重庆中鼎三正科技有限公司; | 发明人 | 刘扬; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了提高清洁性能的光催化材料，包括原料环 氧 树脂 、双组分聚 氨 酯、 丙烯酸 树脂、ZnO‑TiO2 纳米材料 、 硅 溶胶、建筑用胶、 硅酸 盐、改性凹凸棒土、 煅烧 高岭土 、滑石粉、硅烷 偶联剂 KH‑5、氢化 蓖麻油 、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、 有机 溶剂 、颜料和 水 。本发明的光催化材料，添加了硅溶胶与建筑用胶，不仅提高了光催化材料的附着与粘附能 力 ，同时能够显著提高二氧化 钛 的光催化效率，解决了二氧化钛在光催化中存在的缺点，并且还具有杀菌的功能，使涂料具有高效无污染的抗菌杀菌和降解空气中有机污染物的功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.提高清洁性能的光催化材料，其特征在于，包括原料环氧树脂、双组分聚氨酯、丙烯酸树脂、ZnO-TiO2纳米材料、硅溶胶、建筑用胶、硅酸盐、改性凹凸棒土、煅烧高岭土、滑石粉、硅烷偶联剂KH-5、氢化蓖麻油、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、有机溶剂、颜料和水，所述原料的质量份数比为原料环氧树脂：双组分聚氨酯：丙烯酸树脂：ZnO-TiO2纳米材料： |
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| 说明书全文 | 提高清洁性能的光催化材料技术领域[0001] 本发明涉及一种光催化涂料，具体涉及提高清洁性能的光催化材料。 背景技术[0003] 光催化方法能将多种有机污染物彻底矿化去除，为各种有机污染物和还原性的无机污染物，特别是生物难降解的有毒有害物质的去除，提供了被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。因此，光催化作为能够降解危害人类身体健康和环境有害物质的理想技术而备受瞩目。目前，光催化分解有机污染物技术日臻成熟，即在光照条件下，通过光催化剂特别是二氧化钛的催化作用分解有机污染物，这种方法成本低、见效快且分解有机污染物彻底，能够降解有机污染物为低毒或无毒的小分子，达到无害化处理的目的，故而成为一种新型污染处理方式，目前比较常用的方法是把二氧化钛制备成光催化涂料涂覆在金属基体表面，然后将涂覆有光催化涂料的金属基体放入污水中，然而，二氧化钛本身比表面积大、表面能大，容易团聚，还会伴随着出现光催化剂脱落的现象从而失去光催化效果，同时现有技术中二氧化钛通常需要在紫外光照射下才具有较高的光催化活性，太阳光能量主要集中在400-700纳米的可见光范围，而紫外光占太阳光中的比例仅约为4％，因此，现有技术中二氧化钛在使用过程中对太阳光的利用率较低，特别是在可见光范围内并不具有催化活性。 发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题现有技术中二氧化钛光催化涂料易脱落，同时通常需要在紫外光照射下才具有较高的光催化活性，太阳光能量主要集中在400-700纳米的可见光范围，而紫外光占太阳光中的比例仅约为4％，因此，现有技术中二氧化钛在使用过程中对太阳光的利用率较低，特别是在可见光范围内并不具有催化活性，目的在于提供提高清洁性能的光催化材料，添加了硅溶胶与建筑用胶，不仅提高了光催化材料的附着与粘附能力，同时能够显著提高二氧化钛的光催化效率，解决了二氧化钛在光催化中存在的缺点，并且还具有杀菌的功能，使涂料具有高效无污染的抗菌杀菌和降解空气中有机污染物的功能。 [0005] 本发明通过下述技术方案实现： [0006] 提高清洁性能的光催化材料，包括原料环氧树脂、双组分聚氨酯、丙烯酸树脂、ZnO-TiO2纳米材料、硅溶胶、建筑用胶、硅酸盐、改性凹凸棒土、煅烧高岭土、滑石粉、硅烷偶联剂KH-5、氢化蓖麻油、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、有机溶剂、颜料和水，所述原料的质量份数比为原料环氧树脂：双组分聚氨酯：丙烯酸树脂：ZnO-TiO2纳米材料：建筑用胶：硅酸盐：改性凹凸棒土：煅烧高岭土：滑石粉：硅烷偶联剂KH-5：氢化蓖麻油：消泡剂：成膜助剂：平流剂：防霉剂：有机溶剂：颜料：水＝50-55：16-20：20-25：25-30：18-23：10-14：9-13： 6-9：5-7：4-6：1.5-1.8：0.4-0.7：1.2-1.5：2-2.3：1-1.4：0.05-0.1：30-35：1.2-1.5：20-25。 [0007] 本发明的光催化材料，添加了硅溶胶与建筑用胶，不仅提高了光催化材料的附着与粘附能力，同时能够显著提高二氧化钛的光催化效率，解决了二氧化钛在光催化中存在的缺点，并且还具有杀菌的功能，使涂料具有高效无污染的抗菌杀菌和降解空气中有机污染物的功能。建筑用胶可以在高温除去，使得光催化剂裸露在外，直接与空气中的污染物接触，充分发挥光催化剂的催化活性，同时避免了因光催化剂降解掉落有机粘结剂而出现的催化剂脱落现象；热处理过程中硅溶胶失水形成微小孔隙，能够促进光催化剂对污染物的吸附，进而增强光催化性能。 [0009] 所述建筑用胶为聚硫橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸、聚氨酯、丁基橡胶、硅橡胶中的一种。 [0011] 所述有机溶剂是由丙酮和乙酸乙酯按照2-5：1-2的比例混合制成的。 [0012] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： [0013] 1、本发明提高清洁性能的光催化材料，添加了硅溶胶与建筑用胶，不仅提高了光催化材料的附着与粘附能力，同时能够显著提高二氧化钛的光催化效率，解决了二氧化钛在光催化中存在的缺点，并且还具有杀菌的功能，使涂料具有高效无污染的抗菌杀菌和降解空气中有机污染物的功能； [0014] 2、本发明提高清洁性能的光催化材料，原料易得，成本低；涂料的制备工艺简单，便于实现工业化生产； [0015] 3、本发明提高清洁性能的光催化材料，采用了环保原材料，涂料制备过程和使用中无环境污染，光催化涂料清洁无毒，更有利于人体健康，使用更加安全可靠，而且将空气中有毒污染物彻底氧化生成二氧化碳和水后其自身的各种性能保持不变，长期保持稳定的抗菌杀菌和降解室内空气污染物功能。 具体实施方式[0016] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。 [0017] 实施例1 [0018] 本发明提高清洁性能的光催化材料，包括原料环氧树脂、双组分聚氨酯、丙烯酸树脂、ZnO-TiO2纳米材料、硅溶胶、建筑用胶、硅酸盐、改性凹凸棒土、煅烧高岭土、滑石粉、硅烷偶联剂KH-5、氢化蓖麻油、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、有机溶剂、颜料和水，所述原料的质量份数比为原料环氧树脂：双组分聚氨酯：丙烯酸树脂：ZnO-TiO2纳米材料：建筑用胶：硅酸盐：改性凹凸棒土：煅烧高岭土：滑石粉：硅烷偶联剂KH-5：氢化蓖麻油：消泡剂：成膜助剂：平流剂：防霉剂：有机溶剂：颜料：水＝50：16：20：25：18：10：9：6：5：4：1.5：0.4： 1.2：2：1：0.05：30：1.2：20。 [0019] 实施例2 [0020] 本发明提高清洁性能的光催化材料，包括原料环氧树脂、双组分聚氨酯、丙烯酸树脂、ZnO-TiO2纳米材料、硅溶胶、建筑用胶、硅酸盐、改性凹凸棒土、煅烧高岭土、滑石粉、硅烷偶联剂KH-5、氢化蓖麻油、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、有机溶剂、颜料和水，所述原料的质量份数比为原料环氧树脂：双组分聚氨酯：丙烯酸树脂：ZnO-TiO2纳米材料：建筑用胶：硅酸盐：改性凹凸棒土：煅烧高岭土：滑石粉：硅烷偶联剂KH-5：氢化蓖麻油：消泡剂：成膜助剂：平流剂：防霉剂：有机溶剂：颜料：水＝502：18：23：28：21：12：11：8：6：5：1.7：0.5： 1.4：2.2：1.2：0.08：33：1.3：23。 [0021] 实施例3 [0022] 本发明提高清洁性能的光催化材料，包括原料环氧树脂、双组分聚氨酯、丙烯酸树脂、ZnO-TiO2纳米材料、硅溶胶、建筑用胶、硅酸盐、改性凹凸棒土、煅烧高岭土、滑石粉、硅烷偶联剂KH-5、氢化蓖麻油、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、有机溶剂、颜料和水，所述原料的质量份数比为原料环氧树脂：双组分聚氨酯：丙烯酸树脂：ZnO-TiO2纳米材料：建筑用胶：硅酸盐：改性凹凸棒土：煅烧高岭土：滑石粉：硅烷偶联剂KH-5：氢化蓖麻油：消泡剂：成膜助剂：平流剂：防霉剂：有机溶剂：颜料：水＝55：20：25：30：23：14：13：9：7：6：1.8：0.7： 1.5：2.3：1.4：0.1：35：1.5：25。 [0023] 实施例4 [0024] 本发明提高清洁性能的光催化材料，包括原料环氧树脂、双组分聚氨酯、丙烯酸树脂、ZnO-TiO2纳米材料、硅溶胶、建筑用胶、硅酸盐、改性凹凸棒土、煅烧高岭土、滑石粉、硅烷偶联剂KH-5、氢化蓖麻油、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、有机溶剂、颜料和水，所述原料的质量份数比为原料环氧树脂：双组分聚氨酯：丙烯酸树脂：ZnO-TiO2纳米材料：建筑用胶：硅酸盐：改性凹凸棒土：煅烧高岭土：滑石粉：硅烷偶联剂KH-5：氢化蓖麻油：消泡剂：成膜助剂：平流剂：防霉剂：有机溶剂：颜料：水＝50：16：15：20：15：8：9：5：6：5：1.5：0.4： 1.2：1：1：0.02：25：1.2：20。 [0025] 实施例5 [0026] 本发明提高清洁性能的光催化材料，包括原料环氧树脂、双组分聚氨酯、丙烯酸树脂、ZnO-TiO2纳米材料、硅溶胶、建筑用胶、硅酸盐、改性凹凸棒土、煅烧高岭土、滑石粉、硅烷偶联剂KH-5、氢化蓖麻油、消泡剂、成膜助剂、平流剂、防霉剂、有机溶剂、颜料和水，所述原料的质量份数比为原料环氧树脂：双组分聚氨酯：丙烯酸树脂：ZnO-TiO2纳米材料：建筑用胶：硅酸盐：改性凹凸棒土：煅烧高岭土：滑石粉：硅烷偶联剂KH-5：氢化蓖麻油：消泡剂：成膜助剂：平流剂：防霉剂：有机溶剂：颜料：水＝55：20：25：35：30：18：13：12：9：6：1.8：0.7： 1.5：2.3：1.4：0.1：35：1.5：25。 [0027] 实施例6 [0028] 本实施例与实施例1的区别在于不含ZnO与硅溶胶、建筑用胶。 [0029] 优选的，所述硅酸盐取自硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、硅酸钙、硅酸镁或硅酸铝中的任意一种或几种的混合物。 [0030] 优选的，所述建筑用胶为聚硫橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸、聚氨酯、丁基橡胶、硅橡胶中的一种。 [0031] 优选的，所述ZnO-TiO2纳米材料为负载ZnO的TiO2纳米管材料。 [0032] 优选的，所述有机溶剂是由丙酮和乙酸乙酯按照2-5：1-2的比例混合制成的。 [0034] 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 甲醛 91.7％ 92.1％ 90.9％ 89.7％ 89.1％ 89.9％ 甲苯 88.7％ 88.2％ 87.9％ 84.7％ 84.8％ 85.1％ 苯酚 92.9％ 93.6％ 92.4％ 89.2％ 88.6％ 88.4％ 大肠杆菌 65.3％ 64.8％ 64.5％ 41.3％ 40.8％ 20.4％ 掉落程度 无掉落 无掉落 无掉落 轻微掉落 轻微掉落 掉落严重 [0035] 表2太阳光照射下不同实施例对甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解率 [0036] [0037] [0038] 试验测试结果表明，在室内自然光下实施例1～3所有样品对大肠杆菌光催化杀菌率均在60％～70％范围内；对甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解效率均在85～95％范围内。另外，重复试验还发现其杀菌率和降解率均没有明显发生变化，说明光催化涂料光催化性能稳定；而实施例4～5为本发明配方的取值范围之外，光催化降解率略低，存在轻微掉落，而实施例6不含有ZnO与硅溶胶、建筑用胶，出现杀菌率低下，涂料掉落严重的现象。 [0039] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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